新高考数学二轮复习巩固练习18 圆锥曲线经典难题之一类交点轨迹问题的通性通法研究(2份打包,原卷版+解析版)
展开交点轨迹问题的常用技巧:
1、两直线方程相乘消元
2、两直线方程相除,相当于两斜率比问题,平方转韦达结构可消元
3、定比点差法
4、同构
5、硬解坐标
【典型例题】
例1.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作直线交双曲线 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点.
(1)求双曲线 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 是线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,求直线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(3)设 SKIPIF 1 < 0 是直线 SKIPIF 1 < 0 上关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称的两点,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点是否在一条直线上?请说明你的理由.
【解析】(1)由题意得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以双曲线 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)方法1:设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
依题意有 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
方法2:设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,与双曲线的方程 SKIPIF 1 < 0 联立得:
SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
此时 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线MN的方程为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
(3)方法1:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
直线PM的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线ON的方程 SKIPIF 1 < 0 ,
联立两方程,可得 SKIPIF 1 < 0 ①
结合(2)方法2,可得 SKIPIF 1 < 0
代入①得 SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 .
所以直线PM与QN的交点在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
方法2:设直线MN的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,与双曲线的方程 SKIPIF 1 < 0 联立得:
SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由根与系数的关系,得
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,联立两方程,可得:
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0
所以直线PM与QN的交点在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
例2.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的顶点为原点,其焦点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)设点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为直线 SKIPIF 1 < 0 上一动点,过点 SKIPIF 1 < 0 作抛物线 SKIPIF 1 < 0 的两条切线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为切点,求直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,并证明直线 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)过(2)中的点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 交抛物线 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别作抛物线 SKIPIF 1 < 0 的切线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交点 SKIPIF 1 < 0 满足的轨迹方程.
【解析】(1)设抛物线的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,曲线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则切线的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是以上方程的两根,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
∵切线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,且点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在切线 SKIPIF 1 < 0 上,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
故直线 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0 .
(3)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
过 SKIPIF 1 < 0 的切线 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 的切线 SKIPIF 1 < 0 ,
则交点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
设过 SKIPIF 1 < 0 点的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴点 SKIPIF 1 < 0 满足的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
例3.(2023·全国·高三专题练习)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆上的点到焦点的最小距离为1.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点), SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 点.试求点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程.
【解析】(1)由题意知: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
故椭圆的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
(i)若 SKIPIF 1 < 0 轴,可设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,因 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ;
若 SKIPIF 1 < 0 轴,可设 SKIPIF 1 < 0 ,同理可得 SKIPIF 1 < 0 ;
(ii)当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且不为0时,设 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,知 SKIPIF 1 < 0 .故 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 (记为① SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 ,可知直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程组 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 (记为② SKIPIF 1 < 0 ,
将②代入①,化简得 SKIPIF 1 < 0 .
综合(1)、(2),可知点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
例4.(2023·全国·高三开学考试)椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,且过点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点,动点A,B在椭圆上(不含长轴端点),且关于y轴对称,P为椭圆上异于A,B的动点,直线PA与PB分别交y轴于M,N两点求证:直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点在定圆上.
【解析】(1)解:由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
把点 SKIPIF 1 < 0 代入方程得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 方程: SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
由BP方程: SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,①
SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,②
由①②相乘得 SKIPIF 1 < 0 ,③
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在椭圆上可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
代入③式可得: SKIPIF 1 < 0 ,
即直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点在定圆 SKIPIF 1 < 0 上.
例5.(【全国市级联考】山西省晋中市2023届高三1月高考适应性调研考试数学(理)试题)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的焦点是椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的右焦点,且两曲线有公共点 SKIPIF 1 < 0
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若过点 SKIPIF 1 < 0 且斜率不为零的直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,已知直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相较于点 SKIPIF 1 < 0 ,试判断点 SKIPIF 1 < 0 是否在一定直线上?若在,请求出定直线的方程;若不在,请说明理由.
【解析】试题分析:(1)由条件易得: SKIPIF 1 < 0 ,从而得到椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)先由特殊位置定出 SKIPIF 1 < 0 ,猜想点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,由条件可得直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在, 设直线 SKIPIF 1 < 0 ,联立方程 SKIPIF 1 < 0 ,消 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 有两个不等的实根,利用韦达定理转化条件即可.
试题解析:
(1)将 SKIPIF 1 < 0 代入抛物线 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0
∴抛物线的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,则椭圆 SKIPIF 1 < 0 中 SKIPIF 1 < 0 ,
又点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,
∴ SKIPIF 1 < 0 , 解得 SKIPIF 1 < 0 ,
椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0
(2)方法一
当点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆的上顶点时,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,此时点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 和直线 SKIPIF 1 < 0 ,联立 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
当点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆的下顶点时,由对称性知: SKIPIF 1 < 0 .
猜想点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,证明如下:
由条件可得直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在, 设直线 SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程 SKIPIF 1 < 0 ,
消 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 有两个不等的实根,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
则直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0
联立两直线方程得 SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 点横坐标)
将 SKIPIF 1 < 0 代入上述方程中可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
即证 SKIPIF 1 < 0
将 SKIPIF 1 < 0 代入上式可得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,此式成立
∴点 SKIPIF 1 < 0 在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
方法二
由条件可得直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在, 设直线 SKIPIF 1 < 0
联立方程 SKIPIF 1 < 0 ,
消 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 有两个不等的实根,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 三点共线,有: SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 三点共线,有: SKIPIF 1 < 0
上两式相比得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0
∴点 SKIPIF 1 < 0 在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
例6.(安徽省淮北市树人高级中学、萧县实验中学2022-2023学年高三上学期期中联考数学试题)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的左右顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆上.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,已知直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,证明:点 SKIPIF 1 < 0 在定直线上,并求出此定直线的方程.
【解析】解:
(1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以c=1,
由题意知: SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
则椭圆的方程为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)由椭圆对称性知G在 SKIPIF 1 < 0 上,假设直线 l过椭圆上顶点,则 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 其交点 SKIPIF 1 < 0 ,
所以G在定直线x=1上;
当M不在椭圆顶点时,设 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
当x=1时, SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
上式显然成立,
所以G在定直线x=1上.
例7.(【全国百强校】黑龙江省双鸭山市第一中学2022-2023学年高三4月月考数学(理)试题)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为F1、F2,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,且经过点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)动直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆C相交于点M,N,椭圆C的左右顶点为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,证明点 SKIPIF 1 < 0 在定直线上,并求出定直线的方程.
【解析】(1)离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 所以 SKIPIF 1 < 0 ①,椭圆经过点 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 ②,由①②联立方程组,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆的方程为 SKIPIF 1 < 0
(2)由椭圆的对称性可知点G一定在 SKIPIF 1 < 0 上,假设直线 SKIPIF 1 < 0 过椭圆的上顶点,则M SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,显然直线 SKIPIF 1 < 0 过定点(4,0)所以 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆方程与直线方程联立,求出点N的坐标为 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
两方程联立,解得交点 SKIPIF 1 < 0 ,所以G在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
当M不是椭圆顶点时,设 SKIPIF 1 < 0
椭圆方程与直线 SKIPIF 1 < 0 联立 SKIPIF 1 < 0 消去y,整理得 SKIPIF 1 < 0
所以有 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 把 SKIPIF 1 < 0 代入整理得:
SKIPIF 1 < 0 所以有 SKIPIF 1 < 0 显然成立,
所以G在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
例8.(山西省晋城市2023届高三上学期第一次模拟考试数学试题)已知点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右焦点, SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右两个顶点.若过点 SKIPIF 1 < 0 且斜率不为 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,且线段 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的斜率之积为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)已知直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,证明: SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线.
【解析】(1)设点 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
易知点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,因此,椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)易知点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
由韦达定理可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,即点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,因此, SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线.
例9.(广东省东莞市2022-2023学年度第一学期期末教学质量检查高三数学试题)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的两个焦点分别是 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 ,记椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,上顶点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的面积为2.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)不过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 相交于 SKIPIF 1 < 0 两点,记直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率分别为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .试问:直线 SKIPIF 1 < 0 是否恒过一定点?若是,求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
【解析】(1)设椭圆C的长半轴为a.依题意, SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 的面积为2得 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0
所以,椭圆C的方程是 SKIPIF 1 < 0
(2)将直线 SKIPIF 1 < 0 的方程 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 (*)
设 SKIPIF 1 < 0 则. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由题意 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入上式并化简得
整理得 SKIPIF 1 < 0
将式代入 SKIPIF 1 < 0
由直线不过点B得 SKIPIF 1 < 0 ,从而化简后: SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
所以直线 SKIPIF 1 < 0 过定点 SKIPIF 1 < 0
【过关测试】
1.(四川省2023届高三大数据精准教学第二次统一监测数学试题)在直角坐标系内,点A,B的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,P是坐标平面内的动点,且直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的斜率之积等于 SKIPIF 1 < 0 .设点P的轨迹为C.
(1)求轨迹C的方程;
(2)某同学对轨迹C的性质进行探究后发现:若过点 SKIPIF 1 < 0 且倾斜角不为0的直线 SKIPIF 1 < 0 与轨迹C相交于M,N两点,则直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的交点Q在一条定直线上.此结论是否正确?若正确,请给予证明,并求出定直线方程;若不正确,请说明理由.
【解析】(1)设点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
故轨迹C的方程为: SKIPIF 1 < 0
(2)根据题意,可设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,消去x并整理得 SKIPIF 1 < 0
其中, SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
因直线 SKIPIF 1 < 0 的倾斜角不为0,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 不等于 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 不为0),
从而可设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ①,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ②,
所以,直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 的坐标满足:
SKIPIF 1 < 0
而 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
因此, SKIPIF 1 < 0 ,即点Q在直线 SKIPIF 1 < 0 上.
所以,探究发现的结论是正确的.
2.(浙江省杭州第二中学2022-2023学年高三上学期期中数学试题)已知圆 SKIPIF 1 < 0 以及圆 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求过点(1,2),并经过圆M与圆C的交点的圆的标准方程;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,过点D作斜率非0的直线 SKIPIF 1 < 0 ,交圆M于P、Q两点.
(i)过点D作与直线l1垂直的直线l2,交圆M于EF两点,记四边形EPFQ的面积为S,求S的最大值;
(ii)设B(6,0),过原点O的直线OP与BQ相交于点N,试讨论点N是否在定直线上,若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【解析】(1)联立两圆方程,可得 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 整理可得: SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
则所求圆所过点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 的中垂线为 SKIPIF 1 < 0 轴,则可设圆心 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故所求圆的半径 SKIPIF 1 < 0 ,故圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)(i)由 SKIPIF 1 < 0 ,则圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,
由直线 SKIPIF 1 < 0 过点D且斜率非0,则可设 SKIPIF 1 < 0 ,
即点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,且直线 SKIPIF 1 < 0 过点D,则可设 SKIPIF 1 < 0 ,
即点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时,取等号,
故四边形EPFQ的面积为S最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
(ii)设 SKIPIF 1 < 0 ,设直线 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
N在定直线 SKIPIF 1 < 0 .
3.(江苏省南通市海安高级中学2022-2023学年高三上学期期中数学试题)古希腊数学家阿基米德利用“逼近法”得到椭圆的面积.即椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆 SKIPIF 1 < 0 的中心为坐标原点,焦点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 均在x轴上,椭圆 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,且短轴长为 SKIPIF 1 < 0 .椭圆 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 有相同的离心率.
(1)求m的值与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)过椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左顶点A作直线l,交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于另一点B,交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于P,Q两点(点P在A,Q之间).
①求 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值(O为坐标原点);
②设PQ的中点为M,椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右顶点为C,直线OM与直线BC的交点为N,试探究点N是否在某一条定直线上运动,若是,求出该直线方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意可得 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
因为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的焦点在x轴上,所以 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0
椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆 SKIPIF 1 < 0 得焦点在y轴上,则 SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0
(2)①当直线AB与x轴重合时,O,P,Q三点共线,不符合题意
故设直线AB的方程为: SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由(1)知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0
联立方程 SKIPIF 1 < 0 消去x得: SKIPIF 1 < 0
由韦达定理得: SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0
又 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
此时 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为: SKIPIF 1 < 0
②由①知: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴直线OM的斜率: SKIPIF 1 < 0
则直线OM的方程为: SKIPIF 1 < 0
联立方程 SKIPIF 1 < 0 消去x得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
则直线BC的方程为: SKIPIF 1 < 0
联立直线OM和BC的方程 SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0
∴点N在定值直线 SKIPIF 1 < 0 运动.
4.(湖南省部分校教育联盟2022-2023学年高三上学期入学摸底测试数学试题)设 SKIPIF 1 < 0 是双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左、右两个焦点, SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,若点 SKIPIF 1 < 0 在双曲线 SKIPIF 1 < 0 的右支上,且 SKIPIF 1 < 0 的面积为3.
(1)求双曲线 SKIPIF 1 < 0 的渐近线方程;
(2)若双曲线 SKIPIF 1 < 0 的两顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,试探究直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 是否在某条定直线上?若在,请求出该定直线方程;若不在,请说明理由.
【解析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0
又 SKIPIF 1 < 0 ,
故双曲线的渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)可知双曲线的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(i)当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不存在时, SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,联立直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,
(ii)当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在时,易得直线l不和渐近线平行,且斜率不为0,设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的方程可得:
SKIPIF 1 < 0 ,两边平方得 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,或 SKIPIF 1 < 0 ,(舍去 SKIPIF 1 < 0 .
综上, SKIPIF 1 < 0 在定直线上,且定直线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
5.(上海市格致中学2023届高三上学期期中数学试题)椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是等轴双曲线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的顶点,若椭圆 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 的一个交点是P, SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)点M是双曲线 SKIPIF 1 < 0 上任意不同于其顶点的动点,设直线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的斜率分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求证 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的乘积为定值;
(3)过点 SKIPIF 1 < 0 任作一动直线l交椭圆 SKIPIF 1 < 0 与A,B两点,记 SKIPIF 1 < 0 ,若在直线AB上取一点R,使得 SKIPIF 1 < 0 ,试判断当直线l运动是,点R是否在某一定直线上运动?若是,求出该直线的方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1)有由题可知: SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
所以椭圆的方程为 SKIPIF 1 < 0
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
(3)依题可知:直线的斜率存在,设方程为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
6.(黑龙江省齐齐哈尔市2022-2023学年高三上学期期末考试数学(理)试题)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为椭圆的右焦点, SKIPIF 1 < 0 为椭圆上的动点, SKIPIF 1 < 0 的最大值为3.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点,过点 SKIPIF 1 < 0 作直线交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,直线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试探究点 SKIPIF 1 < 0 是否在某条定直线上,若是,请求出该定直线方程,若不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题知, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,将其与 SKIPIF 1 < 0 联立,
消去 SKIPIF 1 < 0 并整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 ①, SKIPIF 1 < 0 ②,
联立①②得 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 ③,
直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 ④,
联立③④得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 点在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
7.(湖北省云学新高考联盟学校2022-2023学年高三上学期10月联考数学试题)在平面直角坐标系中,圆M是以 SKIPIF 1 < 0 两点为直径的圆,且圆N与圆M关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称.
(1)求圆N的标准方程;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,过点C作直线 SKIPIF 1 < 0 ,交圆N于P、Q两点,P、Q不在y轴上.
①过点C作与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直的直线 SKIPIF 1 < 0 ,交圆N于 SKIPIF 1 < 0 两点,记四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积为S,求S的最大值;
②设直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 相交于点G,试讨论点G是否在定直线上,若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【解析】(1)由题意得: SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,故圆M的圆心坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0
圆M的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
因为圆N关于圆M关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称,所以圆N的圆心为 SKIPIF 1 < 0
所以圆N的标准方程为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
则圆心 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
(ⅰ)若 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 斜率不存在,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则圆心 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立.
综上所述,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以S的最大值为7;
(ⅱ)设 SKIPIF 1 < 0 ,联立方程组得: SKIPIF 1 < 0
消y得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,联立解得 SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以点G在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
8.(江苏省南京市第九中学2022-2023学年高三上学期期末模拟数学试题)在平面直角坐标系中,圆M是以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点为直径的圆,且圆N与圆M关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称.
(1)求圆N的标准方程;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点C作直线 SKIPIF 1 < 0 ,交圆N于P、Q两点,P、Q不在y轴上.
(i)过点C作与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直的直线 SKIPIF 1 < 0 ,交圆N于E、F两点,记四边形EPFQ的面积为S,求S的最大值;
(ii)设直线OP,DQ相交于点G,试讨论点G是否在定直线上,若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【解析】(1)由题意得:圆M的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
圆心M即AB的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,
圆M的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
因为圆N与圆M关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称,
所以圆N的圆心 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以圆N的标准方程为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)依题意可知,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
则圆心 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
(i)若 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 斜率不存在,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
则圆心 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 时取等号,
综上所述,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以S的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ;
(ii)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去y得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
直线OP的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
直线DQ的方程为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以点G在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
9.(【市级联考】江苏省盐城市2018~2019学年高三第二学期期末考试数学(文理合卷)试题)如图,已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率相同.
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)过椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左顶点 SKIPIF 1 < 0 作直线 SKIPIF 1 < 0 ,交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于另一点 SKIPIF 1 < 0 ,交椭圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点(点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 之间).①求 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值( SKIPIF 1 < 0 为坐标原点);②设 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,椭圆 SKIPIF 1 < 0 的右顶点为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点为 SKIPIF 1 < 0 ,试探究点 SKIPIF 1 < 0 是否在某一条定直线上运动,若是,求出该直线方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1) 由椭圆 SKIPIF 1 < 0 方程知: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 离心率: SKIPIF 1 < 0
又椭圆 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0
(2)①当直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴重合时, SKIPIF 1 < 0 三点共线,不符合题意
故设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由(1)知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0
联立方程消去 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0
即: SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
又 SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为: SKIPIF 1 < 0
②由①知: SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率: SKIPIF 1 < 0
则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0
联立方程 SKIPIF 1 < 0 消去 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0
联立直线 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的方程 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 在定直线 SKIPIF 1 < 0 上运动
10.(四川省内江市2022-2023学年高三上学期期末考试数学(理)试题)已知圆 SKIPIF 1 < 0 .设 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作斜率非 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 ,交圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点.
(1)过点 SKIPIF 1 < 0 作与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直的直线 SKIPIF 1 < 0 ,交圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点,记四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最大值;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,过原点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试讨论点 SKIPIF 1 < 0 是否在定直线上,若是,求出该直线方程;若不是,说明理由.
【解析】(1)由圆 SKIPIF 1 < 0 知,圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 且斜率非0,
所以设直线 SKIPIF 1 < 0 方程为: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
则点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为: SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,且直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,
所以设直线 SKIPIF 1 < 0 方程为: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
则点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为: SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时取等号,
所以四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 的最大值为17.
(2)点 SKIPIF 1 < 0 在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
证明:设 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,
则设直线 SKIPIF 1 < 0 方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 整理得:
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,
所以联立 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以点 SKIPIF 1 < 0 在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
11.(一题打天下之椭圆与方程(39问))已知①如图,长为 SKIPIF 1 < 0 ,宽为 SKIPIF 1 < 0 的矩形 SKIPIF 1 < 0 ,以 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆 SKIPIF 1 < 0 恰好过 SKIPIF 1 < 0 两点,
②设圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,且与 SKIPIF 1 < 0 轴不重合,直线 SKIPIF 1 < 0 交圆 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 的平行线交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,判断点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹是否为椭圆,若是,求出椭圆方程,
(1)在①②两个条件中任选一个条件,求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程;
(2)根据(1)所得椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程,若 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右顶点,过点 SKIPIF 1 < 0 的动直线 SKIPIF 1 < 0 交椭圆 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 两点,试探究直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点是否在一定直线上,若在,请求出该直线方程,若不在,请说明理由.
【解析】(1)若选①,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
若选②,如图所示,圆的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
易知 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 点轨迹为以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为焦点的椭圆,
SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,所以不是椭圆;
(2)当斜率为 SKIPIF 1 < 0 时,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 都和 SKIPIF 1 < 0 轴重合,
当斜率不为 SKIPIF 1 < 0 时,设直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入椭圆方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
有 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立两直线方程可得: SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
12.(【全国百强校】河北省邢台市育才中学2023届高三上学期第三次月考数学试题)已知 SKIPIF 1 < 0 分别是焦距为 SKIPIF 1 < 0 的椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点, SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上非顶点的点,直 SKIPIF 1 < 0 线的斜率分别为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)直线 SKIPIF 1 < 0 (与 SKIPIF 1 < 0 轴不重合)过点 SKIPIF 1 < 0 且与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试求 SKIPIF 1 < 0 点的轨迹是否是垂直 SKIPIF 1 < 0 轴的直线,若是,则求出 SKIPIF 1 < 0 点的轨迹方程,若不是,请说明理由.
【解析】试题分析:
(1)由题意可求得 SKIPIF 1 < 0 ,则椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题意分类讨论直线斜率存在和斜率不存在两种情况可得点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
试题解析:
(1)设 SKIPIF 1 < 0 为椭圆 SKIPIF 1 < 0 上非顶点的点, SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,故椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)当过点 SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 斜率不存在时,不妨设 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程是 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程是 SKIPIF 1 < 0 ,交点为 SKIPIF 1 < 0 .若 SKIPIF 1 < 0 ,由对称性可知交点为 SKIPIF 1 < 0 .
点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
当直线斜率存在时,设 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
记 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 的方程是 SKIPIF 1 < 0 的方程是 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
综上所述,点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
13.(广东省新高考2023届高三下学期开学调研数学试题)已知 SKIPIF 1 < 0 两点的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,且它们的斜率之积为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程;
(2)过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,试探究直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 是否在某条定直线上,若是求出该定直线方程,若不是请说明理由.
【解析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 ,由题意可知 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,化简整理,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题意可设 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,消 SKIPIF 1 < 0 整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
由韦达定理有 SKIPIF 1 < 0 ,
又直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在定直线,其方程为 SKIPIF 1 < 0 .
14.(2021年全国高中名校名师原创预测卷数学(第四模拟))已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,上、下顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 且与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,当 SKIPIF 1 < 0 时,四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程.
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试判断点 SKIPIF 1 < 0 是否在定直线上,若是,求出该直线方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时,易得 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
此时四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)点 SKIPIF 1 < 0 在定直线上.
显然直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在,由题可设 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
由(1)知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 . ①
同理求得直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 . ②
由①②得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以点 SKIPIF 1 < 0 在定直线上,且定直线的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
15.(江苏省南京师大附中2022-2023学年高三上学期期中数学试题)在平面直角坐标系xy中,已知椭圆C: SKIPIF 1 < 0 =1(a> b>0 )的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,以椭圆上的一点和长轴的两个端点为顶点的三角形面积最大值为 SKIPIF 1 < 0
(1)求a,b的值
(2)当过点P(6,0)的动直线1与椭圆C交于不同的点A,B时,在线段AB上取点Q,使得 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,问点Q是否总在某条定直线上?若是,求出该直线方程,若不是,说明理由.
【解析】(1)由已知得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由(1)得椭圆的方程为C: SKIPIF 1 < 0 ,
设点 SKIPIF 1 < 0 的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
由题设知 SKIPIF 1 < 0 均不为零,记 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 四点共线,从而 SKIPIF 1 < 0 ,于是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,从而 SKIPIF 1 < 0 ①, SKIPIF 1 < 0 ②,又点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆上,所以 SKIPIF 1 < 0 ③, SKIPIF 1 < 0 ④,
所以 SKIPIF 1 < 0 ① SKIPIF 1 < 0 ②并结合③,④,得 SKIPIF 1 < 0 ,
化简得 SKIPIF 1 < 0 .即点 SKIPIF 1 < 0 总在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
16.(福建省泉州第一中学2022-2023学年高三上学期期中考试数学试题)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在椭圆 SKIPIF 1 < 0 上.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程.
(2)若过点 SKIPIF 1 < 0 且斜率不为0的直线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,已知直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试判断点 SKIPIF 1 < 0 是否在定直线上?若是,请求出定直线的方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1)依题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程组可得 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
由根与系数的关系得到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,
联立两直线方程得到: SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
所以点 SKIPIF 1 < 0 在定直线 SKIPIF 1 < 0 上.
17.(四川省成都市锦江区成都市盐道街中学2022-2023学年高三上学期期中数学试题)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程.
(2)若过点 SKIPIF 1 < 0 且斜率不为0的直线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 的交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,已知直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试判断点 SKIPIF 1 < 0 是否在定直线上?若是,请求出定直线的方程;若不是,请说明理由.
【解析】(1)点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由题意可知 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , ①
又因为椭圆的离心率 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , ②
联立方程①②可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)根据椭圆的对称性猜测点 SKIPIF 1 < 0 是与 SKIPIF 1 < 0 轴平行的直线 SKIPIF 1 < 0 上.
假设当点 SKIPIF 1 < 0 为椭圆的上顶点时,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以点 SKIPIF 1 < 0 ,
则联立直线 SKIPIF 1 < 0 和直线 SKIPIF 1 < 0 可得点 SKIPIF 1 < 0 ,
据此猜想点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,下面对猜想给予证明:
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0
联立方程 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由韦达定理可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 (*),
因为直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
联立两直线方程得 SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 点的横坐标)
即证: SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
即证 SKIPIF 1 < 0 ,
将(*)代入上式可得
SKIPIF 1 < 0 ,
此式明显成立,原命题得证.
所以点 SKIPIF 1 < 0 在定直线上 SKIPIF 1 < 0 上
18.(江西省鹰潭市2023届高三第二次模拟考数学试题)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右顶点点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点.过点 SKIPIF 1 < 0 任作一条不与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直的直线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点, SKIPIF 1 < 0 的周长为8.
(1)求椭圆 SKIPIF 1 < 0 的方程.
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试判断点 SKIPIF 1 < 0 是否存在某条定直线 SKIPIF 1 < 0 上.若是,求出 SKIPIF 1 < 0 的值;若不是,请说明理由.
【解析】(1)由题意知 SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,
根据椭圆的定义得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,又由离心率 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设直线 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程组 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 ,
联立得 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入,可得 SKIPIF 1 < 0 .
即 SKIPIF 1 < 0 ,即直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为4,
故点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,所以 SKIPIF 1 < 0 .
19.(重庆市第十一中学校2023届高三上学期12月月考数学试题)已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右顶点,点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别为椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左右焦点,过点 SKIPIF 1 < 0 任作一条不与y轴垂直的直线与椭圆 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点, SKIPIF 1 < 0 的周长为8.
(1)求椭圆的方程.
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,试判断点 SKIPIF 1 < 0 是否在某条定直线点 SKIPIF 1 < 0 上,若是,求出 SKIPIF 1 < 0 的值;若不是,请说明理由.
【解析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 的周长为8得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
∴椭圆的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,与椭圆C: SKIPIF 1 < 0 ,联立得 SKIPIF 1 < 0 ,
由韦达定理得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,
联立得 SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入整理得:
SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,即直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的交点D的横坐标为4,
故点D在直线 SKIPIF 1 < 0 上,∴ SKIPIF 1 < 0 .
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